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電阻應(yīng)變片也稱(chēng)電阻應(yīng)變計(jì),簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)變片或應(yīng)變計(jì),是由敏感柵等構(gòu)成用于測(cè)量應(yīng)變的元件。它能將機(jī)械構(gòu)件上應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化。電阻應(yīng)變片是由φ=0.02-0.05mm的康銅絲或鎳鉻絲繞成柵狀(或用很薄的金屬箔腐蝕成柵狀)夾在兩層絕緣薄片中(基底)制成。用鍍銀銅線(xiàn)與應(yīng)變片絲柵連接,作為電阻片引線(xiàn)。
電阻應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變片的測(cè)量原理為:金屬絲的電阻值除了與材料的性質(zhì)有關(guān)之外,還與金屬絲的長(zhǎng)度,橫截面積有關(guān)。將金屬絲粘貼在構(gòu)件上,當(dāng)構(gòu)件受力變形時(shí),金屬絲的長(zhǎng)度和橫截面積也隨著構(gòu)件一起變化,進(jìn)而發(fā)生電阻變化。
dr/r=ks*ε
其中,ks為材料的靈敏系數(shù),其物理意義是單位應(yīng)變的電阻變化率,標(biāo)志著該類(lèi)絲材電阻應(yīng)變片效應(yīng)顯著與否。ε為測(cè)點(diǎn)處應(yīng)變,為無(wú)量綱的量,但習(xí)慣上仍給以單位微應(yīng)變,常用符號(hào)με表示。
由此可知,金屬絲在產(chǎn)生應(yīng)變效應(yīng)時(shí),應(yīng)變?chǔ)排c電阻變化率dr/r成線(xiàn)性關(guān)系,這就是利用金屬應(yīng)變片來(lái)測(cè)量構(gòu)件應(yīng)變的理論基礎(chǔ)。
電阻應(yīng)變片的粘貼步驟 ●檢查:外觀(guān)、電阻值、修整
●試件表面處理:光潔度要求、劃定位線(xiàn)
●粘貼:厚度、方法
●固化處理
●粘貼質(zhì)量的檢查:電阻值和絕緣電阻值
●接線(xiàn)端子的焊接、導(dǎo)線(xiàn)的固定
●防潮處理
電阻應(yīng)變片的種類(lèi) (1)絲繞式
用電阻絲盤(pán)繞電阻片稱(chēng)為絲繞式電阻片,目前廣泛使用的有半圓彎頭平繞式,這種電阻片多用紙底和紙蓋,價(jià)格低廉,適于實(shí)驗(yàn)室廣泛使用,缺點(diǎn)是精度較差,橫肉向效應(yīng)系數(shù)較大。
(2)短接式
這種電阻片的制作比較容易,在一排拉直的電阻絲之間,在預(yù)定的標(biāo)距上用較粗的導(dǎo)線(xiàn)相間地造成短路,這種電阻片有用紙底的,也有用膠底的。短路接式電阻片的優(yōu)點(diǎn)是幾何形狀比容易于保證,而且橫向效應(yīng)系數(shù)近于零。
(3)箔式電阻片
它是在合金箔(康銅箔或鎳鉻箔)的一面涂膠形成膠底,然后在箔面上用照相腐蝕成形法制成的,所以幾何形狀和尺寸非常精密,而且由于電阻絲部分是平而薄的矩形截面,所以粘貼牢固,絲的散熱性能好,橫向效應(yīng)系數(shù)也較低,和絲繞式應(yīng)變片相比,箔式片有下列優(yōu)點(diǎn):
a.隨著光刻技術(shù)的發(fā)展,箔式片能保證尺寸準(zhǔn)確、線(xiàn)條均勻,故靈敏系數(shù)分散性小。尤其突出的是能制成柵長(zhǎng)很小(如 0.2mm)或敏感柵圖案特殊的應(yīng)變片。
b.箔式片柵絲截面為矩形,故柵絲周表面積大,因而散熱性好。這樣,在相同截面積下,允許通過(guò)的電流較絲繞式片的大(φ 0.025mm 的康銅比繞式應(yīng)變片允許電流以約35ma,箔式片可大幾倍),使測(cè)量電路有輸出較大信號(hào)的可能。另外,表面積大使附著力增加,有利于變形傳遞,因而增加了測(cè)量的準(zhǔn)確性。
c.箔式片敏感柵橫向部分的線(xiàn)條寬度比縱向部分的大得多,因而單位長(zhǎng)度的電阻(ζ),也小很多,使箔式片橫向效應(yīng)很小 |
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